EN
Tại Sao Mực In Flexo Tiêu Chuẩn Thất Bại Trên Màng PE và OPP
Năng Lượng Bề Mặt Thấp và Tính Không Phân Cực: Rào Cản Chính Về Độ Bám Dính
Các loại màng polyethylene (PE) và polypropylene định hướng (OPP) vốn có năng lượng bề mặt rất thấp, thường dưới 35 dynes mỗi centimét, cộng thêm việc chúng được cấu tạo từ các phân tử không phân cực. Hầu hết các loại mực in flexo hoạt động bằng cách tạo ra liên kết thông qua tương tác phân cực, điều đó có nghĩa là chúng không bám dính tốt vào những vật liệu gốc hydrocarbon này. Khi không thực hiện xử lý bề mặt, chúng ta chỉ thu được các liên kết vật lý yếu chứ không phải liên kết hóa học mạnh giữa mực in và màng. Điều này dẫn đến tình trạng họa tiết in bị tróc ra trong quá trình gia công hoặc bong tróc khi chịu các lực tác động thông thường trong quá trình sử dụng. Những vật liệu này có xu hướng đẩy nước ra do đặc tính kỵ nước, khiến mực in flexo gốc nước khó bám dính. Trong khi đó, các loại mực gốc dung môi có thể co lại khi khô, gây ra ứng suất tại vùng tiếp giáp giữa lớp mực và vật liệu nền. Để đạt được độ bám dính tốt, bề mặt cần đạt ít nhất 38 dynes/cm theo tiêu chuẩn ngành. Tuy nhiên, phần lớn màng PE chưa xử lý chỉ đạt khoảng 31 dynes/cm như được báo cáo gần đây trên tạp chí Đổi mới Bao bì (2023), điều này giải thích vì sao các phương pháp xử lý đặc biệt vẫn là cần thiết để đảm bảo chất lượng in ấn.
Thiếu ướt và Bong tách Giao diện trong In Flexo
Mực in flexo thường gặp khó khăn khi được áp dụng lên các loại màng có năng lượng thấp vì sức căng bề mặt của chúng thường cao hơn mức mà vật liệu nền có thể chịu được ở điểm tới hạn. Điều xảy ra tiếp theo thì khá rõ ràng đối với bất kỳ ai đã từng làm việc với loại vật liệu này: mực không lan tỏa đều trên bề mặt. Thay vào đó, chúng ta sẽ thấy hiện tượng mà mọi người hay gọi là hiệu ứng vỏ cam, trong đó mực co lại thành những giọt nhỏ thay vì tạo thành lớp phủ mịn và đồng đều như mong muốn. Ở những tốc độ in nhanh phổ biến trong môi trường sản xuất, những khoảng trống nhỏ thực sự hình thành giữa mực và chính vật liệu. Những khe hở này cho phép độ ẩm từ không khí xung quanh lọt vào hoặc tạo ra các điểm chịu lực căng, cuối cùng dẫn đến hiện tượng nứt theo thời gian. Theo nghiên cứu ngành công nghiệp gần đây do Hiệp hội Kỹ thuật Flexographic công bố năm 2022, khoảng 60 phần trăm tất cả các vấn đề về chất lượng xuất hiện trên vật liệu nền PE và OPP là do các vấn đề bám ướt này. Hầu hết các công thức mực tiêu chuẩn đơn giản không chứa đủ tác nhân làm ướt hoặc các chất kết dính đặc biệt có nhiệt độ chuyển thủy tinh thấp cần thiết để bám chắc vào các bề mặt trơn, không phân cực này. Và điều đó có nghĩa là sản phẩm sẽ bắt đầu bị bong tróc quá sớm ngay khi đưa vào máy đóng gói tại nhà máy.
Chuẩn bị Bề mặt: Xử lý Trước Quan trọng để Đảm bảo Độ Bám Dính Mực Flexo
Xử lý Corona: Mục Tiêu Mức Dyne (38–42 dynes/cm) và Giới Hạn Thời Gian Sử Dụng Thực Tế
Phương pháp phóng điện corona vẫn còn gần như cần thiết nếu chúng ta muốn mực in flexo bám dính tốt lên các loại màng PE và OPP có năng lượng thấp hiện nay. Điều xảy ra ở đây là quá trình này về cơ bản sẽ oxy hóa bề mặt màng thông qua ion hóa điện, làm tăng mức dyne lên khoảng 38-42 dynes mỗi cm. Đây thực sự là ngưỡng lý tưởng cần thiết để đạt được tính chất ướt mực tốt. Nhưng có một vấn đề: các bề mặt đã xử lý có xu hướng bị suy giảm theo thời gian do sự chuyển động của các chuỗi polymer và sự di chuyển của các chất phụ gia ra khỏi bề mặt. Hầu hết các loại màng này chỉ duy trì được chất lượng kết dính tốt nhất trong khoảng 1 đến 8 tuần sau khi xử lý. Và bạn biết điều gì không? Nhiệt độ bảo quản cao hơn và độ ẩm lớn hơn sẽ làm tăng tốc độ suy giảm này. Đối với các quản lý nhà máy, điều đó có nghĩa là việc theo dõi thời điểm xử lý so với thời điểm cần in trở nên cực kỳ quan trọng. Nếu không, họ có nguy cơ gặp phải các sự cố kết dính tốn kém ngay giữa các đợt sản xuất tốc độ cao.
Xử lý bằng Plasma và Ngọn lửa như Các Giải pháp Thay thế Hiệu suất Cao cho Các Ứng dụng Flexo Đòi hỏi Khắt khe
Nếu xử lý corona không mang lại hiệu quả, thì xử lý plasma và ngọn lửa sẽ là những lựa chọn tốt hơn cho các công việc in flexo khó khăn. Plasma hoạt động bằng cách phóng khí ion hóa lên bề mặt vật liệu, tạo ra những thay đổi sâu và đồng đều hơn nhiều trên bề mặt, giúp duy trì mức dyne luôn cao trên 50 dynes mỗi centimét, ngay cả khi xử lý các hình dạng và đường viền phức tạp. Xử lý ngọn lửa lại tiếp cận theo một cách hoàn toàn khác, sử dụng ngọn lửa được kiểm soát cẩn thận để đốt cháy một phần các lớp vật liệu nền, nhờ đó rất phù hợp khi làm việc với các tấm nhựa dày và các bộ phận ba chiều phức tạp. Điều thực sự làm nổi bật hai phương pháp này so với xử lý corona thông thường chính là độ bền của chúng trước khi cần xử lý lại, đồng thời khả năng chống chịu tốt hơn nhiều trước các yếu tố như biến động độ ẩm và tiếp xúc hóa chất theo thời gian. Các công ty đóng gói bao bì rất tin dùng những phương pháp này đối với các sản phẩm cần giữ kín tốt trong siêu thị và kho bãi, trong khi các nhà sản xuất lựa chọn chúng mỗi khi nhãn mác phải bám chắc qua mọi điều kiện vận chuyển và lưu trữ khắc nghiệt.
Các công thức mực Flexo được thiết kế đặc biệt cho độ bám dính trên PE/OPP
Hệ thống Nhựa: Polypropylene Clo hóa (CPP), Acrylic biến tính và hỗn hợp PU-Acrylic
Các loại nhựa đặc biệt đã được phát triển để bám dính vào những bề mặt màng có năng lượng thấp khó xử lý, nơi mà các keo thông thường không thể hoạt động. Lấy ví dụ như polypropylene đã clo hóa (CPP). Khi được phủ lên, nó tạo ra cực tính dựa trên clo, thực tế hình thành các liên kết hóa học ở cấp độ phân tử giữa CPP và các vật liệu như PE hoặc OPP. Đó là một thành tựu khá ấn tượng. Tuy nhiên, các công thức acrylate biến tính lại mang đến một lợi ích hoàn toàn khác – chúng có khả năng chịu nhiệt độ trên 130 độ C, điều này làm cho chúng trở nên thiết yếu khi sản xuất bao bì cần trải qua quy trình tiệt trùng. Và cũng đừng quên cả các loại keo lai PU-acrylate. Những hỗn hợp thông minh này kết hợp cả tính linh hoạt và khả năng chống hóa chất nhờ vào các cầu nối ngang urethane. Các nhà sản xuất thực phẩm rất ưa chuộng chúng trong bao bì sản phẩm đông lạnh vì chúng duy trì độ bền khi trải qua nhiều chu kỳ đóng băng – rã đông mà không bị bong tróc hay mất độ nguyên vẹn.
Chất xúc tiến bám dính và Chất kết dính có nhiệt độ chuyển thủy tinh thấp: Tạo khả năng linh hoạt mà không phải đánh đổi
Các công thức mực hiện đại hiện nay bao gồm các chất xúc tiến độ bám dính dựa trên silane, thực sự bám dính vào bề mặt màng ở cấp độ phân tử, tạo thành các liên kết hóa học mạnh giữa các lớp mực và những vật liệu không cực khó xử lý này. Các chất kết dính đặc biệt có điểm Tg thấp này vẫn giữ được tính linh hoạt ngay cả khi nhiệt độ giảm xuống dưới điểm đóng băng, thấp tới âm 40 độ C, nhờ đó ngăn ngừa vết nứt lan rộng trong quá trình vận chuyển sản phẩm. Khi các thành phần này phối hợp hiệu quả, chúng giúp giảm các vấn đề bong tróc mực gần 90% so với các loại mực flexo thông thường. Hơn nữa, hình ảnh in vẫn giữ được độ sắc nét và rõ ràng sau hàng trăm lần thử nghiệm uốn cong, theo nghiên cứu được Hiệp hội Kỹ thuật Flexo công bố năm 2022. Hiệu suất như vậy tạo nên sự khác biệt thực sự trong các ứng dụng bao bì nơi độ bền là yếu tố then chốt.
Câu hỏi thường gặp
Điều gì khiến màng PE và OPP trở nên khó khăn đối với mực flexo tiêu chuẩn?
Các màng PE và OPP có năng lượng bề mặt thấp và phân tử không cực, điều này gây khó khăn cho việc bám dính của mực in flexo tiêu chuẩn vốn phụ thuộc vào tương tác phân cực.
Sức căng bề mặt đóng vai trò gì trong các sự cố in flexo?
Các sự cố in flexo, như hiệu ứng vỏ cam, xảy ra khi sức căng bề mặt của mực in flexo vượt quá khả năng của vật liệu nền, ngăn cản sự lan tỏa mực đúng cách và dẫn đến hiện tượng tách lớp.
Xử lý bề mặt cải thiện độ bám dính mực in flexo như thế nào?
Các phương pháp xử lý bề mặt như corona, plasma và lửa hàn tăng cường mức dyne, cải thiện độ bám dính và giảm thiểu các vấn đề như hấp thụ độ ẩm và điểm chịu ứng suất.
Có những tiến bộ gì trong công thức mực in flexo?
Công thức mực in flexo hiện nay bao gồm các loại nhựa đặc biệt, chất xúc tiến bám dính và chất kết dính có nhiệt độ chuyển thủy tinh thấp (low-Tg) nhằm cải thiện độ bám dính và tính linh hoạt, đặc biệt trên các vật liệu nền có năng lượng thấp và yêu cầu cao.